Alle werelden zijn misschien van ons behalve Europa, maar dat maakt de met ijs bedekte maan van Jupiter alleen maar intrigerend. Onder de dunne ijskorst van Europa ligt een verleidelijke mondiale oceaan van vloeibaar water ergens in de buurt van 100 kilometer diep - wat neerkomt op meer vloeibaar water dan op het hele aardoppervlak. Vloeibaar water plus een warmtebron (nen) om het vloeibaar te houden plus de organische verbindingen die nodig zijn voor het leven en ... nou, je weet waar het denkproces van nature gaat.
En nu blijkt dat Europa misschien zelfs meer een warmtebron heeft dan we dachten. Ja, een groot bestanddeel van Europa's waterverwarmende warmte is afkomstig van getijdespanningen veroorzaakt door de enorme zwaartekracht van Jupiter en van de andere grote Galilese manen. Maar hoeveel warmte er precies wordt gecreëerd in de ijzige korst van de maan terwijl deze buigt, is tot nu toe slechts losjes geschat. Nu hebben onderzoekers van Brown University in Providence, RI en Columbia University in New York City gemodelleerd hoe wrijving onder stress warmte creëert in ijs, en de resultaten waren verrassend.
Hoewel 3.100 km brede Europa bedekt is met ijs en technisch gezien het gladste oppervlak in het zonnestelsel heeft, is het verre van saai. De bevroren korst heeft enorme gebieden met gebroken "chaos-terrein" en is bedekt met lange, kriskras doorlopende breuken gevuld met roodbruin materiaal (wat een vorm van zeezout kan zijn), evenals verfrommelde, bergachtige ruggen die er merkwaardig fris uitzien .
Men denkt dat deze richels het resultaat zijn van een vorm van tektoniek, behalve niet met rotsplaten zoals op aarde, maar eerder met verschuivende platen bevroren water. Maar waar de energie die nodig is om dat proces aan te drijven vandaan komt - en wat er gebeurt met alle wrijvingswarmte die daarbij ontstaat - is niet goed bekend.
"Mensen hebben eenvoudige mechanische modellen gebruikt om het ijs te beschrijven", zegt geofysicus Christine McCarthy, Lamont Assistant Research Professor aan de Columbia University, die het onderzoek leidde terwijl hij afstudeerde aan de Brown University. "Ze kregen niet het soort warmtefluxen dat deze tektoniek zou creëren. Daarom hebben we wat experimenten uitgevoerd om dit proces beter te begrijpen. ”
Door ijsmonsters mechanisch te onderwerpen aan verschillende vormen van druk en stress, vergelijkbaar met de omstandigheden die zich in Europa zouden voordoen terwijl het om Jupiter draait, ontdekten de onderzoekers dat de meeste warmte wordt gegenereerd door misvormingen in het ijs, in plaats van tussen de afzonderlijke korrels zoals eerder werd gedacht. Dit verschil betekent dat er waarschijnlijk een veel meer warmte beweegt door de ijslagen van Europa, wat zowel het gedrag als de dikte ervan zou beïnvloeden.
"Die fysica zijn van de eerste orde in het begrijpen van de dikte van Europa's schaal", zegt Reid Cooper, hoogleraar Aardwetenschappen en McCarthy's onderzoekspartner bij Brown. “Op zijn beurt is de dikte van de schaal ten opzichte van de bulkchemie van de maan belangrijk om de chemie van die oceaan te begrijpen. En als je op zoek bent naar leven, dan is de chemie van de oceaan een groot probleem. "
Als het gaat om de ijzige korst van Europa, zijn er traditioneel twee denkkampen geweest: de dunne ijskappen en de dikke ijskappen. Dunne ijsers schatten dat de korst van de maan hoogstens slechts enkele kilometers dik is - mogelijk op sommige plaatsen heel dicht bij de oppervlakte komt, zo niet helemaal doorbreekt - terwijl die in het kamp met dik ijs denken dat het tientallen keren dikker kan zijn. Hoewel er gegevens zijn om beide hypothesen te ondersteunen, valt nog te bezien welke deze nieuwe bevindingen het beste zullen ondersteunen.
Gelukkig hoeven we niet erg lang te wachten om erachter te komen hoe dik de ijzige korst van de maan is werkelijk is. Een onlangs goedgekeurde NASA-missie zal in de jaren 2020 naar Europa lanceren om de oppervlakte, de interieurcompositie en de potentiële bewoonbaarheid te verkennen. De missie kan (d.w.z. zou moeten) ook een lander bevatten, hoewel van welke mode nog moet worden bepaald. Maar wanneer de gegevens van die missie eindelijk binnenkomen, zullen veel van onze al lang bestaande vragen over deze mystificerende ijzige wereld eindelijk beantwoord worden.
Het onderzoek van het team is gepubliceerd in het nummer van 1 juni vanAarde en Planetary Science Letters.
Bron: PhysOrg.com
